Vergleich der Flüssigkeitsverlustbeständigkeitseigenschaften von polyanionischer Zellulose, die im Teigverfahren und im Aufschlämmungsverfahren hergestellt wurde

Polyanionische Cellulose (PAC) ist ein wasserlösliches Polymer, das aus Cellulose gewonnen wird und häufig als Additiv zur Flüssigkeitsverlustkontrolle in Bohrflüssigkeiten für die Öl- und Gasförderung eingesetzt wird. Die beiden wichtigsten Verfahren zur Herstellung von PAC sind das Teigverfahren und das Slurry-Verfahren. Hier ein Vergleich der Flüssigkeitsverlustresistenz von PAC, das mit diesen beiden Verfahren hergestellt wurde:

1. Teigverarbeitung:
   • Herstellungsverfahren: Im Teigverfahren wird PAC durch die Reaktion von Cellulose mit einer Base, beispielsweise Natriumhydroxid, hergestellt. Dabei entsteht ein alkalischer Celluloseteig. Dieser Teig wird anschließend mit Chloressigsäure umgesetzt, um Carboxymethylgruppen in das Cellulosegerüst einzuführen. Das Ergebnis ist PAC.
   • Partikelgröße: Im Teigverfahren hergestelltes PAC weist typischerweise eine größere Partikelgröße auf und kann Agglomerate oder Aggregate von PAC-Partikeln enthalten.
   • Flüssigkeitsverlustresistenz: Im Teigverfahren hergestellte PAC weisen in Bohrflüssigkeiten im Allgemeinen eine gute Flüssigkeitsverlustresistenz auf. Die größere Partikelgröße und das mögliche Vorhandensein von Agglomeraten können jedoch zu einer langsameren Hydratisierung und Dispersion in wasserbasierten Bohrflüssigkeiten führen, was die Leistung der Flüssigkeitsverlustkontrolle, insbesondere bei hohen Temperaturen und hohem Druck, beeinträchtigen kann.
2. Slurry-Prozess:
   • Herstellungsverfahren: Beim Aufschlämmungsverfahren wird Zellulose zunächst in Wasser dispergiert, um eine Aufschlämmung zu bilden, die dann mit Natriumhydroxid und Chloressigsäure reagiert, um PAC direkt in Lösung zu erzeugen.
   • Partikelgröße: Im Schlammverfahren hergestelltes PAC weist typischerweise eine kleinere Partikelgröße auf und ist in der Lösung gleichmäßiger verteilt als im Teigverfahren hergestelltes PAC.
   • Flüssigkeitsverlustresistenz: Im Slurry-Verfahren hergestellte PAC weisen in der Regel eine ausgezeichnete Flüssigkeitsverlustresistenz in Bohrflüssigkeiten auf. Die geringere Partikelgröße und die gleichmäßige Dispersion führen zu einer schnelleren Hydratisierung und Dispersion in wasserbasierten Bohrflüssigkeiten, was zu einer verbesserten Flüssigkeitsverlustkontrolle, insbesondere unter schwierigen Bohrbedingungen, führt.

Sowohl im Teigverfahren als auch im Slurry-Verfahren hergestellte PACs können einen effektiven Flüssigkeitsverlustschutz in Bohrspülungen gewährleisten. Im Slurry-Verfahren hergestellte PACs bieten jedoch Vorteile wie eine schnellere Hydratisierung und Dispersion, was zu einer verbesserten Flüssigkeitsverlustkontrolle führt, insbesondere in Bohrumgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck. Letztendlich kann die Wahl zwischen diesen beiden Produktionsmethoden von spezifischen Leistungsanforderungen, Kostenüberlegungen und anderen für die Bohrspülungsanwendung relevanten Faktoren abhängen.